精密機械設計基礎

機械設計基礎第一章機械設計基礎知識設計精密機械時應滿足的基本要求1．功能要求：設計精密機械時首先應滿足它的功能要求。2．可靠性要求：要使精密機械在一定的時間內和一定的使用條件下有效地實現預期的功能，則要求其工作安全可靠，操作維修方便。為此，零件應具有一定的強度、剛度和振動穩(wěn)定性等工作能力。3．精度要求：精度是精密機械的一項重要技術指標，設計時必須保證精密機械正常工作時所要求的精度。4．經濟性要求：組成精密機械的零、部件能最經濟的被制造出來，這就要求零件結構簡單、節(jié)省材料、工藝性好，盡量采用標準尺寸和標準件。5．外觀要求：設計精密機械時應使其造型美觀大方、色澤柔和。2零件的工作能力強度：強度是零件抵抗外載荷作用的能力。強度不足時，零件將發(fā)生斷裂或產生塑性變形，使零件喪失工作能力而失效。剛度：剛度是反映零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。穩(wěn)定性：在變載荷作用下，零件將產生機械振動，如果零件的固有頻率與載荷的頻率相同時，將發(fā)生共振。一般情況下，共振將使零件喪失工作能力而失效。3變載荷和變應力

4名義載荷、計算載荷在穩(wěn)定和理想的工作條件下，作用在零件上的載荷稱為名義載荷。為了提高零件的工作可靠性，必須考慮影響零件強度的各種因素，如零件的變形、工作阻力的變動、工作狀態(tài)的不穩(wěn)定等。為計人上述因素，將名義載荷乘以某些系數，作為計算時采用的載荷，此載荷稱為計算載荷。5變應力下的強度--疲勞破壞疲勞破壞在變應力作用下，零件的一種失效形式將是疲勞斷裂，這種失效形式不僅與變應力的大小有關，也與應力循環(huán)的次數有關。表面無缺陷的金屬材料的疲勞斷裂過程可分為兩個階段，第一階段是在變應力的作用下，零件材料表面開始滑移而形成初始裂紋；第二階段是在變應力作用下初始裂紋擴展以致斷裂。實際上，由于材料具有晶界夾渣、微孔以及機械加工造成的表面劃傷、裂紋等缺陷，材料的疲勞斷裂過程只經過第二階段。零件上的圓角、凹槽、缺口等造成的應力集中也會促使零件表面裂紋的生成和擴展。6提高零件的疲勞強度措施①應用屈服極限高和細晶粒組織的材料；②零件截面形狀的變化應平緩，以減小應力集中；③改善零件的表面質量，如減小表面粗糙度，進行表面強化處理（表面噴丸、表面輾壓）等；④減少材料的冶金缺陷，如采用真空冶煉，使非金屬夾雜物減少。7疲勞點蝕由表面接觸應力引起零件的破壞形式—疲勞點蝕在循環(huán)接觸應力作用下，接觸表面產生疲勞裂紋，裂紋擴展導致表層小塊金屬剝落，這種失效形式稱為疲勞點蝕。點蝕將使零件表面失去正確的形狀，降低工作精度，引起附加動載荷，產生噪聲和振動，并降低零件的使用壽命。8零件的表面接觸強度提高表面接觸強度措施增大接觸處的綜合曲率半徑ρ，以降低接觸應力；提高接觸表面的硬度，以提高接觸疲勞極限；提高零件表面的加工質量，以改善接觸情況；采用粘度較大的潤滑油，以減緩疲勞裂紋的擴展。9表面磨損強度表面磨損強度零件的表面形狀和尺寸在摩擦的條件下逐漸改變的過程稱為磨損，當磨損量超過允許值時，即產生失效。引起磨損的原因，一種是由于硬質微粒落人兩接觸表面間而引起的，另一種是兩接觸表面在相對運動中相互刮削作用而引起的。磨損會降低零件的強度，增大接觸面間的摩擦，降低傳動效率和零件的工作精度。但磨損并非都有害，如跑合、研磨都是有益的磨損。10磨損過程三個階段從零件開始工作到磨損量Δ超過允許值而失效的整個工作期間，可以分為三個階段（圖1-6）。11減小磨損的基本方法充分潤滑摩擦表面，使接觸表面部分或全部脫離接觸；定期清洗或更換潤滑劑；采用適當的密封裝置；合理選擇摩擦表面材料。對于一對相互摩擦的零件，為了避免其中比較貴重的零件過早磨損，常把另一零件的摩擦表面選用減摩材料制造，以減小摩擦阻力。常用的減摩材料有巴氏合金、青銅、某些牌號的鑄鐵和塑料等；用熱處理、電鍍、熔鍍等方法提高接觸表面的耐磨性；合理減小摩擦表面的粗糙度，以改善摩擦面的接觸情況。12表面磨損強度--設計準則由于影響磨損的因素很多，如載荷的大小和性質、相對滑動速度、潤滑和冷卻條件等，所以很難建立起有充分理論基礎的抗磨損強度計算方法。通常根據摩擦表面的壓強p和與摩擦功成正比的pv值，近似地判斷零件的抗磨損強度，即令p和pv的計算值滿足下列條件：p≤[p],pv≤[pv]v—接觸表面的相對滑動速度(m/s)；[p]—許用壓強(N/mm2)；[pv]—許用pv值。13精密機械設計

第三章零件的幾何精度第一節(jié)概述零件的幾何參數，包括尺寸、形狀及位置參數等。加工后，零件的實際幾何參數對其理想參數的變動量，稱為加工誤差；而實際幾何參數近似于理想幾何參數的程度，稱為幾何精度；零件的加工誤差愈小，則其幾何精度愈高。15誤差和精度1)誤差與精度零件加工后的實際幾何參數與理想零件幾何參數相符合的程度，稱為加工精度（簡稱精度）。它們中間的差值稱為誤差。加工誤差的大小反映了加工精度的高低，故精度可用誤差來表示。誤差是零件加工過程中實際產生的2)零件幾何參數誤差的種類（1）尺寸誤差：實際尺寸與理想尺寸之差；（2）形狀誤差：實際形狀與理想形狀之差；（3）位置誤差：實際位置與理想位置之差。16公差是零件幾何參數允許的變化范圍?？煞譃椋?、尺寸公差：零件尺寸允許的變動范圍；2、形狀公差：零件幾何要素的形狀允許的變動范圍；3、位置公差：零件幾何要素的位置允許的變動范圍。公差是產品設計時給定的公差17第二節(jié)極限與配合的基本術語和定義一、軸與孔孔與軸的基本特征表現為包容和被包容的關系，即孔為包容面，軸為被包容面。18三、尺寸偏差和尺寸公差193）零線與尺寸公差帶（公差帶）在公差與配合圖解（簡稱公差帶圖）中，確定偏差的一條基準直線，稱為零線。通常用零線來表示基本尺寸。公差帶：在公差帶圖中，由代表上、下偏差的兩條直線所限定的一個區(qū)域，稱為尺寸公差帶。20配合：是指基本尺寸相同、相互結合的孔和軸公差帶之間的關系。機器中，不同孔和軸的配合有不同的松緊要求。松緊程度用間隙和過盈的大小表示。所謂間隙或過盈，就是孔的尺寸與軸的尺寸代數差，此差值為正時是間隙；為負時是過盈。配合分類：間隙配合、過盈配合、過渡配合四、配合21基孔制－基準孔的公差帶在零線以上，其下偏差為零，以H為基準孔的代號；

基軸制－基準軸的公差帶在零線以下，其上偏差為零，以h為基準軸的代號。基孔制和基軸制22基本偏差代號

基本偏差的代號用21個字母和7個雙寫字母表示，共28個代號。23公差帶圖24第四節(jié)形狀與位置公差形狀與位置誤差對零件和產品功能的影響2526公差原則1．獨立原則（IP）獨立原則是指圖樣上給定的每一個尺寸和形狀、位且要求均是獨立的，應分別滿足要求的公差原則。

272.相關要求（1）包容要求包容要求是指實際要素應遵守其最大實體邊界，其局部實際尺寸不得超出最小實體尺寸的一種公差要求。采用包容要求的單一要素應在其尺寸極限偏差或公差帶代號后加注符號“”，見圖3-21aE28包容要求

軸的實際表面必須在最大實體邊界內，該邊界尺寸為dM＝φ150mm，其局部實際尺寸不得小于dL＝φ149.96mm（圖c、d）；當軸徑均為dM＝φ150mm時，其允許的形狀誤差為零（圖b）；當軸徑均為dL＝φ149.96mm時，其允許的形狀誤差可達到最大值0.04mm，即等于尺寸公差（圖d）。

29（2）最大實體要求最大實體要求是指被測實際要素的實際輪廓應遵守其最大實體實效邊界，當其實際尺寸偏離最大實體尺寸時，允許其形位誤差值超出在最大實體狀態(tài)下給出的公差值的一種要求。最大實體要求僅適用于中心要素，且保證裝配互換的場所。最大實體要求的符號為“”。當應用于被測要素時，應在被測要素形位公差框格中的公差值后標注符號“”，見圖3-22a；當應用于基準要素時應在形位公差框格內的基準字母代號后標注符號“”，如⊕

tA。MMMMM30最大實體要求應用于被測要素圖3-22a表示軸

200-0.3的軸線直線度公差采用最大實體要求。當被測要素處于最大實體狀態(tài)時，其軸線直線度公差為圖樣上的給定值0.1mm（圖3-22c）。該軸應滿足下列要求：①實際尺寸應在

19.7－

20mm范圍內；②實際輪廓不得超出最大實體實效邊界，即dfe不大于dMV（dMV=dM＋t＝（20＋0.1）mm=

20.1mm）；③當該軸處于LMC時，其軸線直線度誤差允許達到最大值，即等于圖樣給出值

0.1mm與軸的尺寸公差0.3mm之和0.4mm（圖3-22b）。31最大實體要求應用于被測要素32第五節(jié)表面粗糙度及其選擇表面粗糙度的概念表面粗糙度是指加工表面上具有較小間距和“峰”、“谷”所組成的微觀幾何形狀特性。一般它是由所采用的加工方法和其他因素形成的。表面粗糙度直接影響零件的配合性質、疲勞強度、耐磨性、抗腐蝕性以及密封性等使用性能，也影響外觀質量。因此，表面粗糙度也是評定零件和產品質量的重要指標，因此，設計中應合理給出零件的粗糙度要求。

表面越粗糙，表面粗糙度越大。331、輪廓算術平均偏差RaRa的值越大，則表面越粗糙。Ra能客觀地反映表面微觀幾何形狀誤差，但因受到計量器具功能的限制，不宜用做過于粗糙或太光滑表面的評定參數。34三、表面粗糙應的符號、代號及其注法1）表面粗糙度的基本特征代號為：①——用去除材料的方法（如車、銑、磨等）獲得的表面；②——用不去除材料的方法（如鑄、鍛等）獲得的表面；③——基本符號，若單獨使用則無意義。35粗糙度標注示例表面粗糙度在圖樣上標注方法：例如，在同一圖樣上，每一表面一般只標注一次代[符]號，并盡可能靠近有關的尺寸線，當地位狹小或不便標注時，可引出標注，如圖3-27a所示；中心孔的工作表面，鍵槽工作面，倒角、圓角的表面粗糙度代號，可以簡化標注，如圖3-27b所示。36精密機械設計

第四章

平面機構的結構分析第四章平面機構的結構分析運動副自由度運動副：高副：約束1個自由度，點、線接觸。低副：約束2個自由度，面接觸。38平面機構運動簡圖

39平面機構的自由度F＝3n－2PL－PH機構具有確定運動的條件：只有當原動件數等于機構自由度時，機構才具有確定的運動。F7=3n-2pL-pH=3x3-2x4-0=1有確定運動F8=3n-2pL-pH=3x4-2x5-0=2無確定運動40直線機構

計算錯誤的原因：計算機構自由度時應注意的問題

舉例直線機構自由度計算

解

n

7，pL

6，pH

0

F

3n

2pL

pH

3

7

2

6

9錯誤的結果！12345678ABCDEF兩個轉動副41復合鉸鏈、虛約束、局部自由度F9=3n-2pL-pH=3x5-2x7-0=1F14=3n-2pL-pH=3x3-2x4-0=1F12=3n-2pL-pH=3x7-2x10-0=1F13=3n-2pL-pH=3x2-2x2-1=142平面機構的組成原理平面機構的高副低代機構的運動保持不變，代替機構和原機構的自由度、瞬時速度和瞬時加速度必須完全相同。高副低代的最簡單方法是用兩個轉動副和一個構件來代替一個高副。

43平面機構組成原理桿組：從動件系統(tǒng)可分解為若干個不可再分的、自由度為零的運動鏈。機構組成原理：按照桿組的觀點，任何機構都可以用零自由度的桿組依次聯接到原動件和機架上去的方法來組成。44桿組設桿組由n個構件和pL個平面低副所組成，那么它們之間必滿足下述條件：F=3n-2PL=0或2PL=3n由于構件數n和運動副pL數必須是整數，故滿足上述條件的最簡單桿組為：n=2，PL=3。Ⅱ級桿組。n=4，pL=6。Ⅲ級桿組。n=6，pL=9。Ⅳ級桿組。4546精密機械設計

第五章平面連桿機構鉸鏈四桿機構的三種基本型式曲柄搖桿機構a)雙曲柄機構b)雙搖桿機構c)48曲柄存在條件1）最長桿與最短桿的長度之和應≤其他兩桿長度之和稱為桿長條件。2）連架桿或機架之一為最短桿。abcd該機構中構件a最短，構件a能否整周回轉？49壓力角與傳動角力F與Vc之間的夾角稱為壓力角連桿與從動件軸線之間所夾銳角γ來判斷四桿機構的傳動性能的好壞，γ角稱為傳動角50行程速度變化系數1.極位夾角當機構從動件處于兩極限位置時，主動件曲柄在兩相應位置所夾的角θ。曲柄搖桿機構的極位夾角ADabd51當曲柄等速回轉的情況下，通常把從動件往復運動速度快慢不同的運動稱為急回運動。DabdccabA主動件a時間：轉角：運動：從動件c時間：轉角：運動：從動件c的平均角速度：2.急回運動523.行程速比系數K--機構從動桿行程速度變化系數；θ--極位夾角，即曲柄在兩極限位置時所夾銳角，也等于導桿的擺角Ψ。53死點位置所謂死點位置就是指從動件的傳動角等于零或者壓力角等于90°時機構所處的位置。

DabdccabA54平面四桿機構的設計圖解法、解析法和實驗法55按給定的行程速比系數K設計四桿機構曲柄搖桿機構已知：CD桿長，擺角φ及K。①計算θ＝180°(K-1)/(K+1)；②任取一點D，作等腰三角形，腰長為CD，夾角為φ；③作C2P⊥C1C2，作C1P使∠C2C1P=90°-θ,交于P；④作△PC1C2的外接圓，則A點必在此圓上。⑤選定A，設曲柄為a，連桿為b，則AC1=a+b，AC2=b-a，故有：a=(AC1－AC2)/2⑥以A為圓心，AC2為半徑作弧交于E，得：

a=EC1/2b=AC1-EC1/256按給定的行程速比系數K設計四桿機構曲柄滑塊機構已知K，滑塊行程H，偏距e。①計算θ＝180°(K-1)/(K+1)；②作C1C2＝H；③作射線C1O使∠C2C1O=90°-θ，作射線C2O使∠C1C2O=90°-θ。④以O為圓心，C1O為半徑作圓。⑤作偏距線e，交圓弧于A，即為所求。⑥以A為圓心，AC1為半徑作弧交于E，得：a=EC2/2，b=AC2-EC2/257精密機械設計

第六章凸輪機構凸輪機構特點凸輪機構的優(yōu)點是：只要凸輪輪廓曲線設計合理，便可使從動件接任意給定的規(guī)律運動，而且機構簡單、緊湊、工作可靠。其缺點是：凸輪輪廓曲線加工比較困難，與從動件為高副接觸，壓強大、易磨損，故凸輪機構一般多用于傳力不大的控制機構中。59凸輪機構種類按從動件的形狀分尖頂從動件Knife-edgefollower滾子從動件Rollerfollower平底從動件Flat-facefollower60rbh

s

s

s

s

DD0B0B

sO

,t360o基圓基圓半徑rb推程推程角

升距h遠停遠停角

s回程回程角

近停近停角

sB

位移曲線凸輪機構中的名詞解釋61從動件常用運動規(guī)律等速運動62等加速等減速運動

63簡諧運動

64圖解法設計平面凸輪輪廓直動從動件盤形凸輪輪廓（反轉法）65rbOs

13578

60o120o90o90o60o120o

1

2

90oA90o91113151

3

5

7

8

9

11

13

12

14

10

1.

對心尖頂移動從動件盤形凸輪廓線的設計

已知凸輪的基圓半徑rb，凸輪角速度

和從動件的運動規(guī)律，設計該凸輪輪廓曲線。

①選比例尺

l，作位移曲線和基圓rb。

②等分位移曲線及反向等分各運動角，確定反轉后對應于各等分點的從動件的位置。3

4

5

6

7

8

1876543210

11

9

12

13

14

1413121110915

③確定反轉后從動件尖頂在各等分點占據的位置。

設計步驟④將各尖頂點連接成一條光滑曲線。66rbOA

2.

對心滾子移動從動件盤形凸輪廓線的設計

已知凸輪的基圓半徑rb，滾子半徑rr、凸輪角速度

和從動件的運動規(guī)律，設計該凸輪輪廓曲線。

①選比例尺

l，作位移曲線和基圓rb。

設計步驟

②等分位移曲線及反向等分各運動角，確定反轉后對應于各等分點的從動件的位置。理論輪廓曲線實際輪廓曲線s

13578

60o120o90o90o91113151

3

5

7

8

9

11

13

12

14

10

60o120o

1

2

90o90o3

4

5

6

7

8

1876543210

11

9

12

13

14

1413121110915

③確定反轉后從動件滾子中心在各等分點占據的位置。④將各點連接成一條光滑曲線。⑤作滾子圓族及滾子圓族的內(外)包絡線。67rbOA

3.

對心平底移動從動件盤形凸輪廓線的設計

已知凸輪的基圓半徑rb，角速度

和從動件的運動規(guī)律，設計該凸輪輪廓曲線。

①選比例尺

l，作位移曲線和基圓rb。

設計步驟

②等分位移曲線及反向等分各運動角，確定反轉后對應于各等分點的從動件的位置。s

13578

60o120o90o90o91113151

3

5

7

8

9

11

13

12

14

10

60o120o

1

2

90o90o3

4

5

6

7

8

1876543210

11

9

12

13

14

1413121110915

③確定反轉后平底與導路中心線的交點A在各等分點占據的位置及④作平底直線族及平底直線族的內包絡線。68rcrrrcrr

rc刀具中心軌跡理論輪廓曲線實際輪廓曲線b)刀具直徑小于滾子直徑刀具中心軌跡實際輪廓曲線a)刀具直徑大于滾子直徑刀具中心軌跡計算用數控機床加工凸輪以及在凸輪磨床上磨削凸輪時，通常需要給出刀具中心的直角坐標值。

(一)滾子從動件盤形凸輪機構

rr理論輪廓曲線rc

rr69(二)平底移動從動件盤形凸輪機構平底移動從動件盤形凸輪機構的凸輪既可以用砂輪的端面磨削，也可以用銑刀、砂輪或鉬絲的外圓加工。用砂輪的端面加工凸輪刀具中心的直角坐標方程rbsBA

rbOxy

70凸輪機構基本尺寸的確定設計凸輪機構不僅要滿足從動件的運動規(guī)律，而且還要求傳動時受力情況良好，以使機構運轉靈活，因此需要正確選擇凸輪機構的壓力角、基圓半徑及滾子半徑。71凸輪機構壓力角的確定72凸輪機構壓力角的確定73基圓半徑的確定基圓半徑rb減小時，將使壓力角α變大；反之，壓力角α減小。74三、從動件滾子半徑及平底寬度的確定

1.

滾子半徑的確定

rr

a

rr

0結論

對于外凸輪廓，要保證凸輪正常工作，應使

min

rr。

輪廓失真

a

rr

rr

a

rr

0輪廓正常輪廓變尖內凹輪廓

a

rr

rr

a

rr輪廓正常外凸輪廓

a

理論輪廓曲線實際輪廓曲線

rrrrrr75

3.

平底從動件凸輪機構的失真現象Orbrb解決措施增大基圓半徑rb76精密機械設計

第七章帶傳動特點1傳動帶具有撓性和彈性，可吸收振動和緩和沖擊，使傳動平穩(wěn)噪音??；2當過載時,傳動帶與帶輪之間可發(fā)生相對滑動而不損傷其它零件,起過載保護作用；3適合于主、從動軸間中心距較大的傳動；4結構簡單，制造、安裝和維護都較方便；5傳動比不穩(wěn)定、效率較低，傳動功率一般P≤50kW、線速度v=5~25(40)m/s、傳動比3~5(10)；78帶傳動

79V帶和帶輪

80帶傳動的幾何關系

81帶傳動的受力分析82帶傳動的應力分析83彈性滑動、打滑和滑動率84普通V帶傳動的設計----驗算帶速？帶速一般限制在5~25m/s范圍內，帶速過高時，將產生較大的離心力；當傳遞功率一定，帶速過低將引起力的增大，使得帶的根數增多。85普通V帶傳動的設計----驗算小帶輪包角α1？按式(7-11)可算出小帶輪包角α1。α1過小，帶容易在帶輪上打滑。在普通v帶傳動中，通常應使α1

≥120°，特殊情況下允許α1

≥90°。如α1較小，應增大a或采用張緊輪。86精密機械設計

第八章齒輪傳動齒輪傳動特點特點：傳動比穩(wěn)定；傳動精度高；尺寸??；結構緊湊；傳動效率高；壽命長；但制造和安裝精度要求高；費用高。傳遞運動、傳遞功率。8889齒廓嚙合基本定律P點為節(jié)點為使齒輪瞬時傳動比保持恒定：不論兩齒廓在任何位置接觸，過接觸點（嚙合點）的公法線必須與兩齒輪的連心線交于一定點P。這是齒廓嚙合的基本定律。90齒輪各部分的名稱和符號在任意圓上rk齒槽寬ek齒厚SK齒距PK=eK+SK模數mk=pk/π分度圓，r，d，s，e，p(計算、設計基準)齒厚：P=s+e分度圓直徑：d=mz，m為標準值壓力角：cosα=rb/r，α=20°，α=15°；齒頂高ha：ha=ha*m；齒根高hf：hf=(C*+ha*)m，C*頂隙系數；齒全高h：h=ha+hf

m≥1，時，ha*=1，C*=0.25；m<1,，時，ha*=1，C*=0.35；基節(jié)——基圓上的周節(jié)（齒距）Pb=Pcosα正常齒標準短齒標準91模數、齒厚、節(jié)距92模數的量綱mm

，確定模數m實際上就是確定周節(jié)p,也就是確定齒厚和齒槽寬e。模數m越大，周節(jié)p越大，齒厚s和齒槽寬e也越大。推論，模數越大，輪齒的抗彎強度越大。這是一組齒數相同，模數不同的齒輪。確定模數的依據根據輪齒的抗彎強度選擇齒輪的模數模數的意義93漸開線圓柱齒輪傳動正確嚙合條件94連續(xù)傳動條件

≥1.2與m無關，隨z1,z2及ha*的增大而增大。95重合度的意義齒輪嚙合過程中，有兩對齒同時嚙合和只有一對齒嚙合情形，若ε=1.25，在齒輪轉過一個基節(jié)Pb的時間T內，有25%的時間是兩對齒嚙合，75%的時間是一對齒嚙合，這就是重合度的意義。若ε=1.64，兩對齒占64%，一對占36%。重合度不僅是齒輪傳動的連續(xù)性條件，而且是衡量齒輪承載能力和傳動平穩(wěn)性的重要指標。96切制原理

97根切現象

98變位齒輪標準齒輪存在下列主要缺點：1標準齒輪的齒數必須大于或等于最少齒數；2標準齒輪不適用于實際中心距不等于標準中心距的場合；3一對互相嚙合的標準齒輪，小齒輪的齒根厚度小于大齒輪的齒根厚度，抗彎能力有明顯差別。99

變位齒輪的齒形變化100最小變位系數不根切的最小變位系數：101變位齒輪的應用只要合理地選擇變位系數，變位齒輪的承載能力可比標準齒輪提高20％以上，而制造變位齒輪又不需要特殊的機床、刀具和工藝方法，因此，在齒輪傳動設計中，應盡量擴大變位齒輪的應用。變位齒輪的應用主要在以下幾個方面：1、避免輪齒根切為使齒輪傳動的結構緊湊，應盡量減少小齒輪的齒數，當z<zmin時，可用正變位以避免根切。1022、配湊中心距變位齒輪傳動設計中，當齒數z1、z2一定的情況下，若改變變位系數x1、x2值，可改變齒輪傳動中心距，從而滿足不同中心距的要求。3、提高齒輪的承載能力當采用

'>

的正傳動時，可以提高齒輪的接觸強度和彎曲強度，若適當選擇變位系數x1,x2，還能大幅度降低滑動系數，提高齒輪的耐磨損和抗膠合能力。變位齒輪的應用103斜齒圓柱齒輪傳動特點：傳動平穩(wěn)沖擊小噪音小幾何尺寸當量齒數正確嚙合條件重疊系數104齒寬B

和螺旋角β增大時都可使斜齒輪傳動的重合度增大。β增大后會使軸向力增大，造成軸承結構復雜化，因此，β角不宜過大。斜齒輪：人字齒輪：105齒輪傳動的失效形式和材料輪齒折斷齒面的點蝕齒面磨損齒面膠合1061、輪齒的折斷增大齒根過渡曲線半徑、降低表面粗糙度值、采用表面強化處理（如噴丸、輾壓）等，都有利于提高輪齒的抗疲勞折斷能力。1072、齒面疲勞點蝕提高齒面的硬度和降低表面粗糙度值，在許可范圍內采用最大的移距系數和x=x1+x2（增大齒輪傳動的綜合曲率半徑），以及增大潤滑油粘度與減小動載荷等，都可提高齒面的接觸疲勞強度。1083、齒面磨損對于閉式傳動，減輕或防止磨損的主要措施有：①提高齒面硬度；②降低齒面粗糙度值；③注意潤滑油的清潔和定期更換；④采用角度變位齒輪傳動，以減輕齒面滑動等。對于開式傳動，應特別注意環(huán)境清潔，減少磨粒（硬屑）的侵人。1094、齒面膠合防止或減輕齒面膠合的主要措施有：①選用抗膠合性能好的齒輪副材料；②材料相同時，使大、小齒輪保持適當硬度差；③提高齒面硬度和降低表面粗糙度值；④采用抗膠合能力強的潤滑油；⑤合理的選擇齒輪參數或進行變位等。110齒輪材料選擇齒輪材料時應綜合考慮如下基本要求：*齒面有足夠的硬度；*輪芯有足夠的強度和韌性；*具有良好的機械加工和熱處理工藝性；*價格低。制造齒輪常用材料：鋼、鑄鐵、有色金屬、非金屬材料。111第十節(jié)圓柱齒輪傳動的強度計算一、圓柱齒輪傳動的載荷計算（一）直齒圓柱齒輪傳動的受力分析（二）斜齒圓柱齒輪傳動的受力分析（三）計算載荷二、齒面接觸疲勞強度計算三、齒根彎曲疲勞強度計算112直齒圓柱齒輪受力分析作用于主、從動輪上的各對力均大小相等，方向相反；圓周力Ft

：在主動輪上Ft1與運動方向n1相反，在從輪上Ft2與運動方向n2相同；徑向力Fr的方向對兩輪都是由作用點指向輪心（內齒輪為遠離輪心方向）。113斜齒圓柱齒輪

114圓周力：主動輪與轉向相反；從動輪與轉向相同徑向力：指向圓心軸向力：可用左、右手判斷。力的方向Fa1Fa2115力的方向判斷Ft的方向在主動輪上與運動方向相反，在從動輪上與運動方向相同；Fr的方向都指向各自的軸心（外嚙合）；Fa的方向用主動輪左(右)手法則來判斷：對主動輪，齒的旋向若為右旋，則用右手（左旋用左手）握住輪的軸線，并使四指的方向順著輪的轉向方向，此時拇指的指向即為軸向力的方向。而從動輪的軸向力的方向與主動輪相反。116載荷集中系數齒向載荷分布系數K

是考慮沿齒寬方向載荷分布不均勻對輪齒應力的影響系數。影響K

的主要因素有：齒輪的制造和安裝誤差，輪齒、軸系及機體的剛度，齒輪在軸上相對于軸承的位置，輪齒的寬度及齒面硬度等。

117動載荷系數動載系數K

是考慮由于齒輪制造精度、運轉速度等輪齒內部因素引起的附加動載荷影響系數。影響K

的主要因素：基節(jié)和齒形誤差產生的傳動誤差、節(jié)線速度和輪齒嚙合剛度等。

118齒面接觸強度計算

119接觸應力驗算與設計公式令齒寬系數:

ψd=b/d1，得圓柱齒輪傳動接觸強度的驗算公式：圓柱齒輪傳動接觸強度的設計公式：120齒根彎曲疲勞強度

121斜齒輪齒根彎曲應力驗算公式為：彎曲應力驗算與設計計算得設計公式：式中：122圓錐齒輪傳動特點123圓錐齒輪傳動的應用和特點圓錐齒輪傳動用來傳遞兩相交軸之間的運動和轉矩。輪齒分布在一個圓錐面上（圖8-46），齒輪兩端尺寸的大小不同，為了計算和測量的方便，通常取圓錐齒輪大端的參數為標準值。圓錐齒輪的輪齒有直齒、斜齒及曲線齒（圓弧齒、螺旋齒）等多種形式，兩軸間交角Σ多采用90°。直齒圓錐齒輪的設計、制造和安裝均較簡便，應用最為廣泛。但與圓柱齒輪相比，其制造誤差較大，工作時易產生振動和噪聲，故不適宜精密傳動和速度很高的場合。124幾何關系正確嚙合條件傳動比幾何尺寸標準參數125直齒圓錐齒輪傳動的受力分析簡化計算，假設法向力Fn作用在齒寬中部的節(jié)點上。Fn可分解為三個互相垂直的分力，即圓周力Ft、徑向力Fr和軸向力Fa。126力的計算小圓錐齒輪上各分力：（按平均直徑dm1計算）式中T1―小齒輪上的轉矩；dm1―小齒輪上的平均分度圓直徑。127力的方向n1圓周力Ft：主動輪與轉向相反；從動輪與轉向相同。徑向力Fr：指向圓心軸向力Fa：小端指向大端因Σ＝δ1＋δ2＝90°，故主動輪1上的徑向力和軸向力分別等于從動輪2上的軸向力和徑向力，但方向相反，即

Fr1

＝-Fa2Fa1

＝-Fr2128接觸疲勞強度驗算公式和設計公式校核公式設計公式129式中：mm―直齒圓錐齒輪平均模數；〔σF〕―許用彎曲應力；YF―齒形系數，應按當量齒數zV=z/cosδ由圖8-44查取。將dm1=zmm、b＝ψmmm

代入上式中，得式中：ψm

―齒寬系數，為相對于直齒圓錐齒輪平均模數的齒寬系數即ψm＝b/mm，一般情況下可選取ψm＝6~10。直齒圓錐齒輪大端模數為標準值。計算出平均模數mm

后，應將其換算為大端模數m(m＝mmR/(R–0.5b)

，并圓整為標準模數。2.齒根彎曲疲勞強度計算校核公式設計公式130第十二節(jié)蝸桿傳動蝸桿傳動實際上是螺旋齒輪傳動的特例。在螺旋齒輪傳動中，如傳動比很大，小輪直徑做得較小，軸向長度較長，而螺旋角度大，則輪齒將在圓柱面上繞成完整的螺旋齒，稱為蝸桿，大齒輪稱為蝸輪。為了改善嚙合情況，把蝸輪輪齒做成包住蝸桿的凹形圓弧曲面，如圖所示，蝸桿、蝸輪的軸線相互交叉垂直，即Σ=β1＋β2=90°131蝸桿傳動的主要特點1）傳動平穩(wěn)，振動、沖擊和噪聲均很小。這是由于蝸桿的輪齒是連續(xù)的螺旋齒的緣故。2）能獲得較大的單級傳動比，故結構緊湊。在傳遞動力時，傳動比一般為8~100，常用范圍為15~50。用于分度機構中，傳動比可達幾百，甚至到1000。這時，需采用導程角很小的單頭蝸桿，但效率很低。3）自鎖性。當蝸桿的導程角γ小于嚙合輪齒間的當量摩擦角φV，時，機構具有自鎖性。4）效率較低、成本較高。由于嚙合輪齒間的相對滑動速度較高，使得摩擦損耗較大，因而傳動效率較低。此外，在傳動中易出現發(fā)熱和溫升過高的現象，磨損也較嚴重，故常需用耐磨材料（如錫青銅等）來制作蝸輪，因而成本較高。132蝸桿蝸輪的正確嚙合條件主平面圖8-52為使用阿基米德蝸桿的蝸桿傳動。在通過蝸桿軸線并與蝸輪軸線垂直的剖面（主平面）上，蝸桿齒廓為直線，相當于齒條，蝸輪齒廓為漸開線，相當于齒輪。所以，在主平面內，就相當于齒條齒輪傳動。蝸桿傳動的設計計算以主平面為準。133正確嚙合條件134蝸桿傳動的主要參數主要參數模數m，壓力角

蝸桿分度圓直徑d1特性系數q=d1/m導程角tan=z1/q頭數Z1滑動速度vs=v1/cos

傳動比i=z2/z1135主要參數d1和q2．蝸桿分度圓直徑d1和直徑系數q

蝸桿分度圓直徑亦稱蝸桿中圓直徑。為使蝸輪刀具尺寸標準化、系列化，將蝸桿分度圓直徑d1定為標準值，見表8-14。蝸桿分度圓直徑d1與模數m的比值稱為蝸桿直徑系數，即q=d1/m因d1與m均為標準值，故q為導出值，不一定是整數。對于動力蝸桿傳動，q值約為7~18；對于分度蝸桿傳動，q值約為16~30。136材料1、蝸桿材料：蝸桿大多采用碳素鋼或合金鋼制造，經淬火處理后以提高表面硬度，增強齒面的抗磨損、抗膠合的能力。對于高速重載的蝸桿常用加20Cr、20CrMnTi滲碳淬火到58~63HRC；或用45、40Cr表面淬火到45~55HRC；淬硬后蝸桿表面應磨削或拋光。一般蝸桿可采用40Cr、45鋼調質處理，硬度為200~250HBS。在低速或手動傳動中，蝸桿可無需進行熱處理。137材料2、蝸輪材料:蝸輪常用材料是錫青銅ZCuSn10Pb1，它具有較好減摩性、抗膠合和耐磨性能，允許的滑動速度可達25m/s，且易于切削加工，但價格較昂貴，所以主要用于重要的高速蝸桿傳動中。在滑動速度vs＜12m/s的蝸桿傳動中，可用含錫量較低的鑄錫鋅青銅ZCuSn5Pb5Zn5。在vs＜10m/s的傳動中，可選用鋁青銅，如鑄鐵青銅ZCuAl9Mn2，它的強度高、價格較低；但切削性能差，抗膠合能力較低。在vs＜2m/s的傳動中，可用鑄鐵(HT150、HT200)或球墨鑄鐵制作蝸輪。138五、蝸桿傳動的強度計算（一）蝸桿傳動的載荷計算1．輪齒的受力分析在蝸桿傳動中，作用在齒面上的法向作用力Fn可分解為三個分力：圓周力Ft、徑向力Fr和軸向力Fa（圖8-54）。139力的方向當蝸桿為主動件時（一般情況均是如此）蝸桿上的圓周力

Ft1的方向與蝸桿齒在嚙合點的運動方向n1相反；蝸輪上的圓周力Ft2的方向與蝸輪齒在嚙合點的運動方向n2相同；徑向力Fr的方向在蝸桿、蝸輪上都是由嚙合點分別指向軸心。軸向力Fa由主動件左右手定則來判斷，也可按照Fa1與Ft2方向相反，Ft1與Fa2的方向相反判斷。140蝸桿傳動受力分析示例141強度設計

142第十三節(jié)輪系143一、輪系分類定軸輪系輪系中各齒輪的軸線均是固定的。周轉輪系輪系中至少有一個齒輪的軸線是繞其它齒輪的固定軸線轉動。差動輪系（自由度為2）行星輪系（自由度為1）復合輪系定軸輪系和周轉輪系混合1441．定軸輪系輪系運轉時，如果各齒輪軸線的位置都固定不動，則稱之為定軸輪系（或稱為普通輪系）。1452．周轉輪系

輪系運轉時，至少有一個齒輪軸線的位置不固定，而是繞某一固定軸線回轉，則稱該輪系為周轉輪系。按照自由度數目的不同，又可將周轉輪系分為兩類：1）差動輪系----自由度為2

２）行星輪系----自由度為１系桿中心輪(主動)行星輪行星輪系桿中心輪（主動）中心輪（固定）146三、輪系的傳動比計算1、定軸輪系的傳動比輸入軸與輸出軸之間的傳動比為:輪系中各對嚙合齒輪的傳動比大小為：一般定軸輪系的傳動比計算公式為：147如何確定平面定軸輪系中的轉向關系？一對外嚙合圓柱齒輪傳動兩輪的轉向相反，其傳動比前應加“－”號一對內嚙合圓柱齒輪傳動兩輪的轉向相同，其傳動比前應加“+”號該輪系中有3對外嚙合齒輪，則其傳動比公式前應加(

1)3

若傳動比的計算結果為正，則表示輸入軸與輸出軸的轉向相同，為負則表示轉向相反。148如何確定空間定軸輪系中的轉向關系？空間定軸輪系傳動比前的“+”、“－”號沒有實際意義空間定軸輪系中含有軸線不平行的齒輪傳動不平行不平行“+”、“－”不能表示不平行軸之間的轉向關系149如何判斷蝸桿、蝸輪的轉向？右旋蝸桿左旋蝸桿以左手握住蝸桿，四指指向蝸桿的轉向，則拇指的指向為嚙合點處蝸輪的線速度方向。左手規(guī)則右手規(guī)則以右手握住蝸桿，四指指向蝸桿的轉向，則拇指的指向為嚙合點處蝸輪的線速度方向。蝸桿的轉向1502、周轉輪系的傳動比周轉輪系傳動比的計算方法（轉化機構法）周轉輪系

定軸輪系（轉化機構）定軸輪系傳動比計算公式求解周轉輪系的傳動比反轉法151周轉輪系給整個周轉輪系加一個與系桿H的角速度大小相等、方向相反的公共角速度

ωHωH構件名稱原周轉輪系中各構件的角速度轉化機構中各構件的角速度系桿ＨwＨ中心輪１行星輪２中心輪３在轉化機構中系桿H變成了機架把一個周轉輪系轉化成了定軸輪系152構件名稱原周轉輪系中各構件的角速度轉化機構中各構件的角速度系桿ＨwＨ中心輪１中心輪３計算該轉化機構（定軸輪系）的傳動比：輸入軸輸出軸153給定差動輪系三個基本構件的角速度ω１、ω２、ωH中的任意兩個，便可由該式求出第三個，從而可求出三個中任意兩個之間的傳動比。特別當時當時1543、混合輪系的傳動比什么是混合輪系？系桿系桿回轉方向為了把一個周轉輪系轉化為定軸輪系，通常采用反轉法。隨機架轉動相當于系桿把這種由定軸輪系和周轉輪系或者由兩個以上的周轉輪系組成的，不能直接用反轉法轉化為定軸輪系的輪系，稱為混合輪系。155例1已知各輪齒數及ω6，求ω3

的大小和方向。周轉輪系定軸輪系周轉輪系的轉化機構傳動比為把該輪系分為兩部分代入齒數156第十四節(jié)齒輪傳動精度一、齒輪傳動的使用要求齒輪傳動可應用于多種場合，根據不同的工作條件，對齒輪傳動的基本使用要求，可概括為以下四個方面：傳遞運動的準確性傳動的平穩(wěn)性載荷分布的均勻性齒側間隙157二、齒輪及其傳動的誤差來源和精度指標（一）齒輪及其傳動的誤差來源理想的漸開線齒輪，其輪齒齒廓應具有理想的形狀（如齒形等）和位置（如齒距、齒向等）。而齒輪副（配對齒輪）的安裝也應具有理想的位置（如中心距、軸線的平行度等）。由于實際上切齒工藝系統(tǒng)中，齒坯一機床一刀具的制造和安裝等各種工藝誤差因素的存在，使加工后的齒輪產生多種形式的加工誤差，致使實際嚙合的齒輪副產生安裝誤差和傳動誤差。加工誤差安裝誤差傳動誤差158誤差來源理論設計齒輪制造誤差齒輪裝配誤差生產制造裝配如刀具誤差機床傳動鏈誤差加工定位誤差如軸承回轉誤差、軸的剛度、安裝偏心、中心距變化等齒輪運動誤差如傳動比變化、沖擊、振動159主要工藝誤差因素齒輪毛坯定位孔相對于機床工作臺軸心線的安裝偏心e1；機床分度蝸輪相對于機床工作臺軸心線的安裝偏心e2；機床分度蝸桿的幾何偏心e3、軸向竄動及其它誤差；滾齒刀具的幾何偏心e4；軸向竄動及刀具本身的制造誤差（如齒形角、基節(jié)誤差）等。范成法滾切齒輪加工時主要工藝誤差因素：160三、轉角誤差的計算影響齒輪運動準確性除了齒輪本身誤差的因素外，還有傳動鏈中其它零、部件的加工和裝配誤差（如齒輪與軸的聯接所產生的偏心、滾動軸承轉動座圈的徑向跳動和固定座圈與箱體的配合間隙等）。本身制造誤差

1安裝偏心

2軸承誤差

3161傳動鏈轉角誤差計算右圖所示的齒輪傳動鏈中，四個齒輪的轉角誤差的總值分別為：

∑(1)、

∑(2)、

∑(2’)、

∑(3)輸出軸3上的轉角誤差總值為：考慮各項誤差出現的隨機性，輸出軸3上轉角誤差162第十五節(jié)齒輪傳動的空回一、空回和產生空回的因素空回，就是當主動輪反向轉動時從動輪滯后的一種現象。滯后的轉角即空回誤差角。產生空回的主要原因是由于一對齒輪有側隙存在（保證正常嚙合和潤滑需要）。產生空回的主要因素：主要是側隙中心距變大齒厚偏差基圓偏心齒形誤差安裝偏心軸承擺動等163空回誤差計算單級齒輪傳動一對嚙合齒輪，由于側隙引起從動輪的滯后角（即空回誤差角）為傳動鏈空回誤差164上式可以看出，在減速鏈中，最后一級（或最后幾級）齒輪的空回誤差對整個傳動鏈的空回誤差影響最大。因此，提高最后一級（或最后幾級）齒輪的制造精度，對降低整個傳動鏈的空回誤差是有重要意義的。同時各級傳動比按先小后大進行排列較為合理。165傳動比分配傳動比的分配是齒輪傳動鏈設計中的重要問題之一。傳動比分配的是否合理，將影響整個傳動鏈的結構布局及其工作性能，因此，在設計中必須根據使用要求，合理地進行傳動比的分配。166先小后大原則傳動精度最高iAB=2，iCD=3167最小體積各級傳動比相同168最小轉動慣量啟動、剎車靈活正反轉靈活若不計傳動中摩擦力矩的影響，則電動機軸的運動方程式為M=aI

式中a―電動機軸的角加速度；I―整個傳動鏈轉化到電動機軸上的總轉動慣量。169作用：齒輪傳動時，相嚙合的齒面間承受很大壓力，又有相對滑動，所以必須進行潤滑；潤滑油除減小摩擦，還可以散熱。齒輪傳動的潤滑方式開式和半開式齒輪傳動，因速度低，一般是人工定期加油或在齒面涂抹潤滑脂。齒輪傳動的潤滑170當齒輪的齒根圓直徑df與軸的直徑dz相差很小時，如(df-dz)/2≤2m（m為模數），可將齒輪與軸制成一體，即所謂齒輪軸（圖8-91a）。齒輪典型結構設計當齒輪的齒根圓直徑df與輪轂直徑dg相差較小時，如(df-dz)/2≤10mm，建議采用圖8-91b所示的結構；如(df-dz)/2

>10mm，建議采用圖8-91c所示的腹板式結構，有時為了減輕齒輪的重量，可在腹板上開孔。171END172精密機械設計

第九章螺旋傳動概述特點螺旋傳動是精密機械中常用的一種傳動形式。它是利用螺桿與螺母的相對運動，將旋轉運動變?yōu)橹本€運動，其運動關系為式中：

l―螺桿（或螺母）的位移；Ph―導程；φ―螺桿和螺母間的相對轉角。174類型螺旋傳動按其用途分為：調整螺旋：如機床進給、分度的微調螺旋起重螺旋：如千斤頂，壓力機傳動螺旋：如機床絲杠按其螺紋間摩擦性質分：滑動螺旋：滑動摩擦，結構簡單，加工方便，應用最廣。滾動螺旋：滾動摩擦靜壓螺旋：液體摩擦1753、差動螺旋傳動微動：旋向相同，用于微動裝置。快動：旋向相反，用于快速夾緊或鎖緊。Ph1和Ph2相差很小。176機械設計基礎第十章軸第一節(jié)概述一、軸的功用軸是組成精密機械的重要零件之一。一切作回轉運動的零件，都必須裝在軸上才能實現其運動。二、軸的分類1、按所受載荷和應力分轉軸：工作時既承受彎矩又承受轉矩的軸稱為轉軸。心軸：與回轉件一同轉動，只承受彎矩而不傳遞轉矩。轉動心軸固定心軸傳動軸：用來傳遞轉矩而不承受彎矩的軸稱為傳動軸。178軸的材料碳素鋼30、40、45、和50鋼其中45鋼應用最多合金鋼20Cr、40Cr、35SiMn和35CrMo等第二節(jié)軸的材料合金鋼具有較高的綜合力學性能和較好的熱處理性能，常用于重要、承載大而尺寸受限或有較高耐磨性、防腐性要求的軸。應力集中敏感性小，價格較廉，具有較高的綜合機械性能，常用于比較重要或承載較大的軸，一般需進行調質或正火處理。球墨鑄鐵Q235、Q275等工具鋼T8A、T10A等適于制造成形軸，它價廉、強度較高、良好的耐磨性、吸振性和易切性以及對應力集中敏感性較低。受力很小、耐磨性高、保證硬度選用T8A、T10A等碳素工具鋼；防磁可用黃銅和青銅材料；防腐蝕采用2Cr13及4Cr13等不銹鋼。179軸主要由軸頸、軸頭和軸身三部分組成，軸上被支承的部分叫做軸頸，安裝輪毅部分叫做軸頭，聯接軸頸和軸頭的部分叫做軸身。軸的結構設計的主要要求是：1、滿足使用要求：ａ、周向固定；ｂ、軸向固定。2、良好的結構工藝性：ａ、加工工藝性；ｂ、裝配工藝性。3、提高軸的疲勞強度：ａ、改進軸的結構形狀；ｂ、改善軸的表面狀態(tài)。第三節(jié)軸的結構設計180減速器低速軸結構圖（Ⅰ）、制造安裝要求便于拆卸、便于安裝、便于制造做成階梯軸應有倒角有越程槽鍵應靠近端部181（Ⅱ）、定位與固定要求1）軸上零件的軸向固定(1)軸肩固定182183(2)套筒固定(3)圓螺母固定1842）軸上零件的周向固定（1）鍵固定185結構改錯186精密機械設計

第十一章支承第一節(jié)概述支承由兩個基本部分組成：(1)運動件轉動或在一定角度范圍內擺動的部分。(2)承導件固定部分，用以約束運動件，使其只能轉動或擺動。188第二節(jié)滑動摩擦支承一、概述1、圓柱面支承圓柱面支承中，其承導件稱為圓柱面軸承，軸承中與運動件相接觸的零件，稱為軸瓦或軸套；其運動件稱為軸，軸與軸瓦相接觸的部位稱為軸頸。圓柱面支承是支承中應用最廣的一種，在下述情況應優(yōu)先使用，即：1)要求很高的旋轉精度(通過精密加工達到)；2)在重載、振動、有沖擊的條件下工作；3)必須具有盡可能小的尺寸和要求有拆卸的可能性；4)低速、輕載和不重要的支承。189三、滑動軸承的結構形式1、徑向滑動軸承1）.整體式徑向滑動軸承軸頸+軸瓦+軸承座結構簡單；但磨損后間隙過大時無法調整；軸頸只能從軸承端部安裝和拆卸。1902）.剖分式徑向滑動軸承剖分式徑向滑動軸承裝拆方便,還可以通過增減剖分面上的調整墊片的厚度來調整間隙。垂直載荷用傾斜載荷用191軸頸的結構軸瓦的結構192四、軸瓦的材料和結構滑動軸承材料指的是軸瓦材料滑動軸承的失效形式主要是軸瓦的膠合和磨損。1、對軸瓦材料的要求（1）有足夠的疲勞強度（2）有足夠的抗壓強度（3）有良好的減摩性和耐磨性（4）具有較好的抗膠合性（5）對潤滑油要有較好的吸附能力（6）有較好的適應性和嵌藏性（7）良好的導熱性（8）經濟性、加工工藝性好1932、常用的軸瓦材料及其性質

軸瓦材料可分為三類：金屬材料；粉末冶金材料；非金屬材料。金屬材料包括軸承合金、青銅、黃銅、鋁合金和鑄鐵。（1）軸承合金：又稱白金或巴氏合金錫基軸承合金，如ZCuSnSb10-6，ZCuSnSb8-4鉛基軸承合金，如ZCuPbSb16-16-2，ZCuPbSb15-15-3這種軸承合金都是錫（Sn）、鉛（Pb）、銻（Sb）和銅（Cu）的合金，有較好的跑合性、耐磨性、減摩性和抗膠合性，但軸承合金強度不高，價格很貴。在鋼或銅制成的軸瓦內表面上澆注一層軸承合金，這層軸承合金稱軸承襯，鋼或銅制成的軸瓦基體稱瓦背。這種軸瓦，既有足夠的強度和剛度，又有一定的耐磨性和減摩性，所以適合于中、高速和重載時使用。194（6）陶瓷合金又稱粉末合金（鐵-石墨、青銅-石墨），是以粉末狀的鐵或銅為基本材料，與石墨粉混合后，經壓制和燒結，制成多孔性的成型軸瓦。孔隙中可貯存潤滑油，工作時有自潤滑作用（因摩擦發(fā)熱和熱膨脹作用，軸瓦材料內部的孔隙減小，潤滑油從孔隙中被擠到工作表面），故用陶瓷合金制成的軸承又稱含油軸承。含油軸承常用于低速或中速，輕載或中載，潤滑不便或要求清潔、不宜添加潤滑油的場合。（7）非金屬材料常用非金屬材料是工程塑料。如尼龍6、尼龍66和聚四氟乙烯等。塑料支承具有耐磨、耐腐蝕和自潤滑性能等優(yōu)點；缺點是承載能力較低，在高溫下易產生較大的變形，導熱性和尺寸穩(wěn)定性差。因此，塑料支承常用于工作溫度不高，載荷不大的場合。非金屬材料，還有人造寶石（剛玉）和瑪瑙，多用于手表和某些儀表中。195整體式軸瓦軸瓦和軸承座一般采用過盈配合3、軸瓦結構196剖分式軸瓦為了向摩擦表面間加注潤滑劑,在軸承上方開設注油孔197為了向摩擦表面輸送和分布潤滑劑,在軸瓦內面開有油溝整體式剖分式油溝1983）、徑向滑動軸承的配合199第三節(jié)滾動摩擦支承1、滾動軸承的組成外圈1、內圈2、滾動體3、保持架4。200滾動體的種類：2012、特點（與滑動軸承相比）

1)摩擦系數小，f=0.001~0.0042)啟動靈活；

3)潤滑容易

4)標準化、互換

5)但抗沖擊差，重載能力差，很難做成剖分式。滾動軸承中的承載形式為點或線接觸，最大接觸應力可以高達4000MPa。3、材料、熱處理及用途套圈及滾動體：GCr15—普通、9Cr18（440C）--防銹、Cr4Mo4V(M50)—高溫、Si3N4—特殊環(huán)境。保持架：高聚物、低碳鋼、銅、夾布膠木。202滾動軸承的類型203204205206調心球軸承調心滾子軸承外圈無擋邊柱滾子軸承深溝球軸承角接觸滾珠軸承內圈無擋邊柱滾子軸承內圈有擋邊柱滾子軸承滾針軸承推力球軸承雙向推力球軸承圓錐滾子軸承207（二）、滾動軸承類型的選擇選擇滾動軸承類型時可參考以下幾點：（1）當載荷加大后有沖擊載荷時，宜用滾子軸承；當載荷較小時，宜用球軸承。（2）當只受徑向載荷時，或雖同時受徑向和軸向載荷，但以徑向載荷為主時，應用向心軸承。當只受軸向載荷時，一般應用推力軸承，而當轉速很高時，可用角接觸球軸承或深溝球軸承。當徑向和軸向載荷都較大時，應采用角接觸軸承。208（4）當要求支承具有較大剛度時，應用滾子軸承。（5）當軸的撓曲變形大或軸承座孔不同、跨度大而對支承有調心要求時，應選用調心軸承。（6）為便于軸承的裝拆，可選用內、外圈分離的軸承。（7）從經濟角度看，球軸承比滾子軸承便宜，精度低的軸承比精度高的軸承便宜，普通結構軸承比特殊結構的軸承便宜。（3）當轉速較高時，宜用球軸承；當轉速較低時，可用滾子軸承，也可用球軸承。209二、滾動軸承代號下表表示滾動軸承代號的構成2101.類型代號：2.尺寸系列代號：承載能力發(fā)生變化寬度系列與直徑系列（見表11.1）2113.內徑代號：內徑大小2124.內部結構代號5.公差等級代號2136.配置代號代號

/DB

/DF

/DT

含義

背對背安裝方式

面對面安裝方式

串聯安裝方式

示例

舊標準

236210

336210

436210

2147.軸承代號的編制規(guī)則(1)軸承代號按表11-2所列的順序從左至右排列。(2)當軸承類型代號用字母表示時,字母與其后的數字之間應空一個字符。(3)基本代號與后置代號之間應空一個字符,但當后置代號中有“-”號或“/”號時,不再留空。(4)在尺寸系列代號中,位于括號中的數字省略不寫。(5)公差等級代號中的/P0省略不寫。215例如:7210C7210C/P5/DF/P5/DF軸承類型為角接觸球軸承尺寸類型代號,其中寬度類型代號為0,窄系列,省略不寫,直徑系列代號為2,輕系列軸承內徑空一個字符公稱接觸角軸承精度等級為5級面對面配置216五、滾動軸承部件結構設計在機器中,傳動件、軸、滾動軸承、機體、潤滑及密封等組成為一個相互聯系的有機整體，通常稱為軸承部件。在進行軸承部件結構設計時，主要應考慮以下幾個問題。（一）、軸承部件的軸向固定1.兩端固定支承支點跨距l(xiāng)<300~500C=0.25~0.352172.一端固定、一端游動支承間隙：2~3mm2183.兩端游動支承小齒輪軸做成兩端游動219（二）、軸承部件的調整1.軸承間隙的調整220游隙調整2212.軸承的預緊222223（三）、滾動軸承的配合內圈與軸：基孔制。軸的公差：k6，m6。外圈與孔：基軸制。座孔公差：H7，J7，Js7或G7。配合種類：緊配合：轉速高、載荷大、溫度高、有振動、內圈與軸一起轉動松配合：經常拆卸、外圈靜止、半圈受載224（四）、軸承的裝拆225精密機械設計

第十二章直線運動導軌第一節(jié)概述直線運動導軌的作用是用來支承和引導運動部件按給定的方向作往復直線運動。導軌的基本組成部分是：（1）運動件作直線運動的零件。（2）承導件用來支承和限制運動件，使其按給定方向作直線運動的零件。導軌可以是一個專門的零件，也可以是一個零件上起導向作用的部分。227三、導軌的基本要求導向精度高運動輕便、靈活、平穩(wěn)，無爬行現象耐磨性好對溫度變化不敏感足夠的剛度結構工藝性好228第二節(jié)滑動摩擦導軌滑動摩擦導軌的運動件與承導件直接接觸。其優(yōu)點是結構簡單、接觸剛度大；缺點是摩擦阻力大、磨損快、低速運動時易產生爬行現象。2291．雙三角形導軌（圖12-6a）兩條導軌同時起著支承和導向作用，故導軌的導向精度高，承載能力大，兩條導軌磨損均勻，磨損后能自動補償間隙，精度保持性好。但這種導軌的制造、檢驗和維修都比較困難，因為它要求四個導